Kovalente Verbindungen umfassen Methan, Kohlendioxid und Wasser. Eine kovalente Bindung wird gebildet, wenn Elektronen zwischen Verbindungen geteilt werden und dadurch Elektronenpaare gebildet werden.
Wasser ist eine kovalent gebundene Verbindung, da sich die beiden Elektronen der beiden Wasserstoffatome mit zwei Elektronen des einzelnen Sauerstoffatoms teilen. Jeder Wasserstoff "sieht" effektiv zwei Elektronen, die seine äußere Hülle füllen.
In ähnlicher Weise teilt der Kohlenstoff in Methan ein einzelnes Elektron mit jedem der umgebenden Wasserstoffatome und füllt seine äußere Hülle aus Stabilitätsgründen. Auch hier erfährt der Wasserstoff die Wirkung von zwei Elektronen, was zu seiner Stabilität beiträgt. Die kovalente Bindung ist nicht so stark wie die Bindung in Wasser oder Kohlendioxid, weshalb Methan beim Verbrennen in diese beiden Moleküle zerfällt.
Kovalente Bindungen können in Verbindungen auftreten, die traditionell als ionisch gelten. MgSO4 ist Magnesiumsulfat, und während die Bindung zwischen dem Magnesiumkation und dem Sulfatanion ionisch ist, sind die Bindungen zwischen Schwefel und Sauerstoff streng kovalent, da sie Elektronen miteinander teilen.
Xenon, eines der Edelgase, kann unter mäßig extremen Umständen auch kovalente Bindungen aufweisen. Es reagiert mit Fluor zu Xenondifluorid. In diesem Fall teilen sich die beiden Fluoratome ein einzelnes Elektron mit dem Xenon.
